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时间的硬件载体——频率类产品

来源:日期:2018年12月07日 浏览:1491 TAG:晶体频率
原子钟,是一种利用原子、分子能级差为基准信号来校准晶体振荡器或激光器频率,以使其输出标准频率信号的一种装置。它的工作原理是:利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。由于这种电磁波非常稳定,再加上利用一系列精密的仪器进行控制,原子钟的计时就可以非常准确了

频率产品主要分为三类:原子钟、晶振、频率组件设备。原子钟、晶振是最原始的能够产生稳定频率信号的装置或者产品,而频率组件设备则是依托于前者,在兼顾成本及性能的条件下,通过一些分频、混频等算法及电路的实现,得到符合具体应用场景的稳定的频率信号。


       原子钟,是一种利用原子、分子能级差为基准信号来校准晶体振荡器或激光器频率,以使其输出标准频率信号的一种装置。它的工作原理是:利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。由于这种电磁波非常稳定,再加上利用一系列精密的仪器进行控制,原子钟的计时就可以非常准确了,可以达到千万年仅差一秒或者更好的水平。目前常用的原子钟可分为铷原子钟、铯原子钟、氢原子钟、CPT原子钟这四类。


       根据原子钟里的元素主要分为氢原子钟、铷原子钟、铯原子钟。铷钟精度可以达到1e-10,目前是工程化应用最广泛的原子钟;铯钟可以达到1e-12量级,而氢原子钟精度误差可达到每天变化只有十亿分之一秒,一般主要是在实验室及卫星上用得比较多。根据原子钟装置技术,一般常用的原子钟包括:冷原子喷泉钟、原子光钟、CPT原子钟(相干布居囚禁原子钟)等。其中CPT原子钟符合小型化趋势,是未来最具产业前景的原子钟。美国NIST研制的CPT原子钟物理部分甚至比一粒米还要小,CPT原子钟被认为可以集成到一个芯片上,也叫芯片级原子钟(CSCA,chip scale atomic clock),一般可以达到1e-10量级以上的精度,具有很好的稳定性。


晶振,是晶体振荡器简称,是一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,可以提供稳定、精确的单频振荡。1)从结构上,通常是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片),石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体;而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。2)晶振一般广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中,以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信。3)从分类上看,可分为:非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、电压控制晶体振荡器(VCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)和数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型。


频率组件及设备:一般指通过频率信号的合成、变换、滤波及放大,实现电子系统所需的各类频率信号。频率系列产品的精度、频段范围从低到高,覆盖面广,应用于通信、导航、雷达、侦察、测控等军民用电子设备和系统。如锁相环、倍频器、混频器等都属于这类产品。



关键词Tag: 晶体频率


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